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疊片與卷繞的工藝差別：主要在模切和極組成型

模切工序主要差異：

1）模切方式，傳統卷繞采用雙邊五金或者激光模切方式，模切完成后分切收卷，以卷料形式流向極組成型工序，疊片則大多采用單邊五金或者激光模切方式，模切后以片狀物料流向極組成型工序。

2）極耳間距，卷繞的模切極耳間距不等，內圈間距小，外圈間距大，極耳的間距依據卷繞每圈的周長差進行設計，這樣可以保證卷繞后的極組極耳落在同一位置，疊片的極耳則是等間距的。

3）沖切位置，卷繞會根據電芯要求在片長位置設置 Mark 定位孔，卷繞時檢測到 Mark 孔時會進行切斷，而疊片極耳間距相同，會進行等間距切斷。

極組成型工序主要差異：

1）極片狀態，卷繞的正負極片連續，疊片的正負極片是片狀物料。

2）極組完成判定，卷繞檢測到 Mark 孔時進行裁斷，完成極組卷繞，疊片則按照正負極片的設定數量進行疊片，達到設定值時完成一個電池的疊片。

3）極組形態，在層數相同條件下，疊片電池的極耳數較卷繞電池多一倍。

4）隔膜張力控制，卷繞在高速卷繞過程中隔膜會產生一定的張力，孔隙率會發生微小的變化，而疊片在極組成型時張力幾乎為零，孔隙率和原材料保持一致。

目前市場上主流疊片機設備路線主要有四種，分別為 Z 字型疊片機、切疊一體機、熱復合疊片機和卷繞一體機。其中，Z 字型疊片機和切疊一體機本質上都屬于 Z 型疊片，目前在國內應用最廣泛。熱復合疊片機是將烘烤后的正負極片與隔膜熱復合，隨后經輥壓，裁切成復合單元再進行疊片，相較于 Z 字型疊片多熱復合和輥壓等工序，技術難度更高。卷疊一體機是指將正負極片裁切成單元，分別貼在隔膜上，然后用卷繞的方式，實現兩組正負極片相間疊放；卷疊一體機設計牽扯到國外日韓專利，例如 LG 新能源使用的是德國MANZ 制造的卷疊一體機鋰電設備。

疊片電池的優勢：顯著提升電池能量密度和安全性

和卷繞電池相比，疊片電池具有一定優勢：

1）更高的體積能量密度上限：在相同體積的電芯設計情況下，疊片電芯的能量密度高出約 5%左右

2）更穩定的內部結構和更高的安全性：不存在拐角內應力不均勻問題，每層膨脹力接近，因此可以保持界面平整，內部結構更穩定，同時拐角處受力均勻，斷裂風險降低

3）更長的循環壽命：極耳數量是卷繞電池的 2 倍，內阻相應降低 10%以上，循環壽命比卷繞高 10%左右

4）更適合做高倍率、大尺寸和異型電池。但疊片也存在生產效率較低、良率較低、設備投資大、工藝難度大等劣勢，是此前制約大批量生產的主要因素。

疊片電池的劣勢：在于效率和工藝控制等方面

疊片工藝能更好提升電池性能，但是存在生產效率低、設備投資大等問題。和卷繞電池相比，疊片電池在理論上具有更高的體積能量密度上限、更穩定的內部結構和更長的循環壽命等優點，同時更適合生產高倍率電池、大尺寸電池和異型電池，但也存在生產效率較低、良率較低、設備投資大、工藝難度大等缺點。

深圳市澤誠自動化設備有限公司總結如上。

新能源鋰電池電芯疊片技術分析

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